工作探索
砂卵石地层地铁隧道超前深孔注浆技术应用郭峰（中咨工程建设监理有限公司，北京
100048）
摘要：目前袁我国的地铁建设在不断的完善袁采用浅埋暗挖法施工城市地铁隧道时袁不仅要确保作业面的稳定袁即隧道在开
挖过程中围岩不应发生局部坍落或塌垮袁内空变位量应在容许范围内且其达到稳定的时间不能过长曰还要控制地表及周边构建筑物沉降袁因此常采用超前支护预加固地层遥小导管注浆工艺因其适应范围广尧施工简单尧快速袁在浅埋暗挖隧道中得以广泛应用遥但在砂卵石地层中袁小导管应用受到了极大的袁施工效果较差遥超前深孔注浆具有一次有效加固长度长尧利于专业化施作尧预加固质量可靠尧较易控制工作面稳定及地表沉降等特点袁在诸多工程中得以应用袁取得了良好的效果遥集合某地铁16号线24标暗挖工程袁研究砂卵石地层超前支护技术袁对深孔注浆的工艺选择尧浆液配比尧注浆控制等方面进行了分析袁形成了二重管深孔注浆相关工艺参数遥关键词：暗挖隧道曰砂卵石曰深孔注浆
目前袁地铁隧道的施工方法主要有浅埋暗挖法尧矿山法尧盾构法等袁其中矿山法具有适用各种地质条件尧沉降控制效果好尧对地面交通影响小等优点袁在区间隧道施工中应用范围最广遥超前小导管注浆技术是矿山法施工中最常用的隧道拱部地层加固技术袁具有以下优点院1冤在隧道拱部形成改良地层壳袁增强了地层强度袁提高了施工安全性曰2冤施工速度快袁简单易操作袁适用性强曰3冤逐步控制袁易调整施工参数袁适用不同地层曰4冤成本低廉袁施工周期短袁经济性好遥结合北京地铁3号线1标工人体育场站的地质条件袁对松散砂卵石地层小导管超前加固技术进行研究袁提出改良方法遥
1工程设计概况
本站为3号线与17号线两线换乘站袁3号线在下袁17号线在上袁采用T型节点换乘遥3号线车站为岛式车站袁车站长253.4米袁总宽23.3米袁有效站台长186米袁站台宽14米袁拱顶覆土厚度12.5米袁板底埋深36.9米遥主体结构为地下三层直墙三连拱结构袁采用暗挖PBA逆筑施工遥
工程影响范围内存在局部不连续上层滞水及位于隧道底板以下超过1m的潜水袁大部分工程为无水施工袁局部存在滞水遥2深孔注浆加固原理
注浆施工中袁浆液在地层中的作用方式主要表现为4种院渗透扩散尧劈裂扩散尧裂隙填充和挤压填充遥渗透扩散是指浆液在压力作用下袁在不改变土体结构和颗粒排列的情况下袁挤走颗粒间的游离水和空气袁达到填充土体孔隙的目的袁浆液凝结后袁达到加固土体与堵水作用遥通过增大注浆压力袁浆液向地层孔隙的更远处渗透遥劈裂扩散是当注浆压力超过劈裂压力时袁土体产生水力劈裂袁也就是土体内突然出现裂缝袁于是地层吸浆量突然增加袁浆液呈脉状进行渗透遥劈裂扩散时袁浆液在注浆压力作用下先后克服地层的切应力和抗拉强度袁使其在垂直于最小主应力的平面上发生劈裂袁浆液便沿此劈裂面深入和挤密土体袁并在其中产生化学加固和形成作为骨架的浆脉遥劈裂扩散通过形成网状劈裂脉袁使土体的力学性质及透水性得以改善袁从而达到注浆加固和堵水的目的遥在以砂卵石和中粗砂为主的地层中袁浆液的作用方式主要是渗透扩散和劈裂扩散遥3二重管深孔注浆施工技术3.1工艺流程
二重管深孔注浆是采用钻机钻孔到预定位置后袁关闭喷气孔袁将注浆泵将两种或多种浆液分别注入注浆管袁在端头混合室进行混合袁进行横喷射袁将浆液注入地层遥3.2浆液特性
1冤水泥原水玻璃双液浆水泥原水玻璃浆液简称CS浆液袁
它是一定水灰比的水泥浆和一定质量浓度的水玻璃溶液袁按
一定比例混合袁必要时加入速凝剂或缓凝剂形成的注浆堵水材料遥水泥原水玻璃浆液的初凝时间可控袁变化范围为十几秒到几十分钟袁浆液结石率100%袁结石强度高袁较单水泥浆液在凝结时间尧结石率方面都有所改善遥水泥原水玻璃双液浆一般按体积比1颐1进行配置袁根据需要凝结时间可对水玻璃质量浓度和2种浆液配比进行适当调整曰2冤超细水泥原水玻璃双液浆注浆液由超细水泥浆加水玻璃浆液配制而成袁浆液注入地层后袁水玻璃可与土层中碳酸钙起化学反应生成硅胶袁超细水泥与土颗粒及土层中其他填充物胶结遥同时水玻璃可促使水泥早凝袁避免沉淀尧析水袁保证浆液和易性尧可注性袁充分利用水玻璃溶液黏度低尧可注性好尧来源广泛尧无污染尧造价低的特点和超细水泥粒径小尧可灌性好尧强度高的特点遥
3.3超前长小导管注浆技术
某地区砂卵石地层具有松散尧级配差尧孔隙填充物以中粗砂为主尧黏结性差尧卵石粒径大尧漂石较多等特点袁因此在施工时超前加固效果的好坏将直接影响开挖面稳定性遥采用矿山法施工隧道时袁一般的超前小导管注浆加固技术由于加固范围有限尧打设难度大等原因易造成安全隐患袁而深孔注浆技术由于工期长尧成本高等原因了其应用范围遥针对以上问题袁结合该工程特点对小导管进行改进袁增加小导管长管并加强封孔措施袁以应对塌方处理及松散地层的超前加固遥经过现场试验证明袁超前长小导管注浆技术应用效果较好袁能够快速处理并通过塌方区域袁断面变化部位超前加固速度快袁对工期影响较小遥4结语
本工程在地质条件不良和环境复杂地区采用深孔注浆技术预加固土体袁改善了软弱围岩的力学性能袁提升了土体的自稳能力袁有效的控制了沉降袁为暗挖隧道的施工提供了安全保障袁也保证了管线的安全和地面交通的正常运行袁取得了良好的效果遥在采用二重管深孔注浆工艺时袁应考虑以下因素影响院1冤应根据工程的地质条件袁结合项目工期及成本控制袁合理选择深孔注浆工艺遥2冤虽然二重管深孔注浆工艺适用性好袁应用较为普遍袁但是注浆材料尧配比以及注浆压力等参数选择受地质条件影响较大袁需因地制宜合理选择遥
参考文献：[1]孔恒.城市地铁浅埋暗挖法地层预加固机理及其应用[D].北京:北京交通大学,2003.
[2] 孔恒,彭峰.分段前进式超前深孔注浆地层预加固技术[J].市政技术,2008,26(6):483-486.
672019年第17期
